(57)【要約】【課題】画面のレンジ切り替えや、センタ表示からオフセンタ表示への変更のような表示範囲の変化に起因した前記画面上での画像の非表示期間の発生を回避すると共に、リアルタイムでの画面表示を可能とする表示装置を提供する。【解決手段】表示範囲制御回路１５０は、表示器１８０の画面の縮尺やレンジを変更して最大表示範囲１２０２が変化する際に、変更（変化）によって読み出しが不要となったアドレスのメモリ１２０内のデータについては、ゲート１６０に制御信号を供給して、当該ゲート１６０から表示器１８０への出力を０とすることにより、読み出しアドレス作成回路１４０からメモリ１２０に前記読み出しが不要となったアドレスが供給されても、そのアドレスのデータを表示器１８０に表示しないように制御する。【選択図】図１３
2007198906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを所定のアドレスに書込可能なメモリと、前記メモリから読み出された前記データを画面上に画像として表示する表示器とを有し、
前記画面上に前記画像を表示する際に、この画面に対応する前記メモリ内の所定の表示範囲中で、ラスタスキャン方式により、第１方向に沿って前記データを順次読み出すことを、この第１方向と直交する第２方向に沿った所定のアドレス間隔にて行う表示装置において、
前回の画像に対応する表示範囲と、今回新たにデータを書き込む表示範囲とを比較して、表示範囲の大きい方を第１表示範囲として選択し、選択した前記第１表示範囲と、前記画面上で画像を最大限に表示可能な領域に対応する最大表示範囲とを比較して、表示範囲の小さい方を今回の画像表示に対応した第２表示範囲として選択する表示範囲制御手段と、
前記各データを順次読み出す際に、読み出す前記データの前記画面上での表示位置と前記第２表示範囲とを比較して、前記第２表示範囲内に前記データの前記画面上での表示位置がある場合には、前記画面上でのそのデータの表示を許可する読出制御手段と、
を有する
ことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
メモリ内に書き込まれたデータを読み出して、表示器の画面上に画像として表示する表示装置に関し、より詳細には、前記画面上に前記画像を表示する際に、この画面に対応する前記メモリ内の所定の表示範囲中で、ラスタスキャン方式により、第１方向に沿って前記データを順次読み出すことを、この第１方向と直交する第２方向に沿った所定のアドレス間隔にて行う表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、スキャニングソナーに適用される表示装置では、送受波器からの受信信号（データ）を表示器の画面上に逐次表示している。すなわち、船舶の船底から突出させた前記送受波器からその周囲の全周に渡る水中に超音波を送波し、その反射波を電子的に回転した細い受信ビームで受信する。
【０００３】
この場合、所定方向から来た反射波に対して前記受信ビームを向けると、この反射波を受信することができ、これにより、前記反射波が来る方向、換言すれば、反射物体のある方向を知ることができる。また、前記超音波を送波してから前記反射波を受信するまでの時間より、前記船舶（送受波器）から前記反射物体までの距離を知ることができる。
【０００４】
具体的に、前記超音波は、水中では約１５００［ｍ／ｓ］の速度で伝わるので、例えば、１［ｍｓ］では７５［ｃｍ］程度進む。そこで、この１［ｍｓ］の間に前記受信ビームを電子的に１回転させれば、この間に前記送受波器の周囲の全周にわたって反射してくる超音波（反射波）を受信することができ、数百［ｍ］の探知距離に対して略同時に全周に渡る反射波の方向を知ることができる。
【０００５】
また、前記表示装置では、前記送受波器からのデータをその方向及び距離に基づいてメモリ内の所定アドレスに格納し（書き込み）、前記表示器の画面に合わせて該メモリから前記データを読み出すことで、前記反射波の存在又はその強さを画像として前記画面上に、いわゆるＰＰＩ形式で表示する（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開昭５９−６１７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような表示装置において、メモリから読み出したデータに基づく画像を画面上の同じ場所及び同じ表示領域で常時表示している場合には、送受波器からデータが入力される毎にメモリ内の所定アドレスに上書き（更新）すればよい。
【０００８】
ところで、いわゆるオフセンタ表示のような、画面上で画像の中心位置を移動して、ある方向だけ広範囲に表示したい場合、例えば、船舶を航行させながら物標を探索する場合には、前記船舶の正面（前方）方向だけを画面上で広範囲に表示させる必要がある。この場合、前記正面方向のみの画像から前記船舶を中心とした全周の画像に、画面上にて同じ縮尺で、あるいは、レンジを変えて表示切替を行うと、メモリ内では、前回のデータ（前記正面方向の画像データ）に今回のデータ（前記船舶を中心とした全周の画像データ）をそのまま上書きすることになるので、画面上には、今回の画像と前回の画像とが混在して表示されるという問題がある。
【０００９】
そこで、第１の従来技術では、メモリ内にある前回の画像データを全て消去してから、今回の画像データを書き込むようにしているが、画面上では、前回の画像データの消去に伴って、前回の画像表示と新たな画像表示との間で画像の非表示期間が発生する。これにより、注目していた画面上の物標を見失うという問題がある。
【００１０】
これを回避するために、第２の従来技術では、例えば、画像用のメモリとは別途に同じアドレス領域を持つ１ビットのマスク用メモリを用意して、このマスク用メモリに、操作部から制御されるＣＰＵ等を用いて所定のグラフィックパターンを書き込む。そして、画面上に画像を表示する際には、前記画像のうち前記画面上に表示すべき部分を前記ＣＰＵで判定して、その部分だけを１の出力とし、次いで、前記画像メモリから画像データを読み出すと共に前記マスク用メモリから前記グラフィックパターンを読み出し、前記画像データと前記グラフィックパターンとの論理積（ＡＮＤ）を取って、必要な部分（前記表示すべき部分）だけを前記画面上に表示させる。この場合、前記マスク用メモリへの前記グラフィックパターンの書き込みは、画面上の画像の表示領域が変化して画像が更新されるときに行われるが、視覚上、できるだけ高速に画像を更新する必要があるので、上述した処理を高速に行う必要がある。
【００１１】
また、特許文献１（以下、第３の従来技術ともいう。）では、２つのメモリを１組として、交互に書き込みと読み出しとを切り替えることにより、一方のメモリ内のデータを消去している間でも他方のメモリ内のデータを読み出して画面上に表示することが可能である。この場合も、書き込んだデータを画面上に画像表示するのは、次の送信トリガの後になるので、リアルタイムでの画像の更新に対応することが難しい。
【００１２】
さらに、第２及び第３の従来技術では、いずれも、２つのメモリが必要となる。
【００１３】
本発明は、上記した問題を解決するためになされたものであり、画面のレンジ切り替えや、センタ表示からオフセンタ表示への変更のような表示範囲の変化に起因した前記画面上での画像の非表示期間の発生を回避すると共に、リアルタイムでの画面表示を可能とする表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る表示装置は、データを所定のアドレスに書込可能なメモリと、前記メモリから読み出された前記データを画面上に画像として表示する表示器とを有し、前記画面上に前記画像を表示する際に、この画面に対応する前記メモリ内の所定の表示範囲中で、ラスタスキャン方式により、第１方向に沿って前記データを順次読み出すことを、この第１方向と直交する第２方向に沿った所定のアドレス間隔にて行う表示装置であり、下記の表示範囲制御手段及び読出制御手段を有する。
【００１５】
すなわち、前記表示範囲制御手段は、先ず、前回の画像に対応する表示範囲と、今回新たにデータを書き込む表示範囲とを比較して、表示範囲の大きい方を第１表示範囲として選択し、次に、選択した前記第１表示範囲と、前記画面上で画像を最大限に表示可能な領域に対応する最大表示範囲とを比較して、表示範囲の小さい方を今回の画像表示に対応した第２表示範囲として選択する。
【００１６】
一方、読出制御手段は、読み出す前記データの前記画面上での表示位置と前記第２表示範囲とを比較して、前記第２表示範囲内に前記データの前記画面上での表示位置がある場合には、前記画面上でのそのデータの表示を許可する。
【００１７】
上記の構成によれば、前記第２表示範囲と前記各読み出しデータの表示位置との比較に基づいて前記各データの表示を制御するので、画面のレンジ切り替えや、センタ表示からオフセンタ表示への変更による前記最大表示範囲の変化があっても、少ないパラメータで前記各データの読み出しを効率よく行うことができる。
【００１８】
なお、前記表示範囲とは、前記画面上に表示された画像に対応する前記メモリ内のアドレス領域をいう。また、前記最大表示範囲とは、前述したように、前記画面上で前記画像を最大限に表示可能な領域に対応する前記メモリ内の表示範囲、換言すれば、前記画面の構成上、当該画面における前記画像の表示限界に対応した表示範囲をいい、本発明では、この最大表示範囲を考慮した前記第２表示範囲の範囲外でデータが書き込まれていても、このようなデータの表示を許可しないようにしている。
【００１９】
また、前記第１表示範囲の選択と、前記第２表示範囲の選択とにより、今回の画像表示に対応する最終的な表示範囲を決定するので、前記各データを前記メモリに直ちに書き込むと共に、これらのデータを即座に読み出して画面上に画像として表示することができる。さらに、第２の従来技術のように、前記各データの読み出し時にマスク用のグラフィックパターンを作成する必要がない上に、第２及び第３の従来技術のように、メモリを２つ用意する必要もない。従って、本発明では、画像表示を行う際に、１画面に相当するメモリさえあれば十分である上に、画面（画像）の更新をリアルタイムで行うことができる。
【００２０】
また、前記前回の表示範囲と前記今回新たにデータを書き込む表示範囲との比較を行っているので、前記画面のレンジが変更しても、新しいデータに基づく画像の更新までは前回の画像が画面上に残ることになるので、前回の画像を消去することなく今回の画像を画面上に表示することができ、この結果、レンジ変更前後の画像変化を容易に把握することが可能である。
【００２１】
さらに、前記読出制御手段によって画像表示されない部分については、前記メモリからのデータの読み出しをしないことで、表示装置全体の消費電力を削減することが可能である。このような画像表示されない部分でデータの書込みを行わせると、前記メモリに対する高速書込が可能となる。
【００２２】
さらにまた、前記各データの書込時に前記最大表示範囲による書込範囲の制約がないので、最終的な表示範囲を前記最大表示範囲にまで拡大したときに、拡大部分のデータも画像として表示することができる。すなわち、前記メモリ内で、当初は、画像表示されない部分にもデータを予め書き込んでおけば、前記最大表示範囲が拡大されて、その部分が画像表示の対象となったときに、直ちにこの部分のデータを読み出して画面上に画像表示することができる。
【００２３】
ここで、前記表示範囲制御手段は、前記第１表示範囲の選択を第１表示範囲選択部で行わせ、前記第２表示範囲の選択を第２表示範囲選択部で行わせることが好ましい。
【００２４】
また、前記読出制御手段は、下記の第１方向アドレス算出部及び比較制御部を有することが好ましい。
【００２５】
すなわち、前記第１方向アドレス算出部は、前記第１方向に沿った前記第２表示範囲の両端のアドレスを算出する。
【００２６】
一方、前記比較制御部は、前記第１方向に沿って順次読み出すデータの各アドレスと、前記第２表示範囲の両端のアドレスとを比較して、前記第２表示範囲の両端のアドレス間に前記順次読み出すデータの各アドレスがある場合には、前記順次読み出すデータの表示を許可し、前記第２表示範囲の両端のアドレスの外側に前記順次読み出すデータの各アドレスがある場合には、各データの表示を禁止する。
【００２７】
また、前記読出制御手段は、前記第２方向に沿った前記第２表示範囲の両端のアドレスを算出する第２方向アドレス算出部をさらに有することが好ましい。
【００２８】
この場合、前記比較制御部は、前記第２方向に沿った読み出しのデータのアドレスと、前記第２表示範囲の両端のアドレスとを比較して、前記第２方向に沿った前記第２表示範囲の両端のアドレス間に前記読み出しデータのアドレスがある場合には、前記読み出しデータの表示を許可し、前記第２表示範囲の両端のアドレスの外側に前記読み出しデータのアドレスがある場合には、各データの表示を禁止する。
【００２９】
さらにまた、前記データは、基準点からの所定方位及び所定距離にある物標の位置を示し、この位置は、極座標系のデータから直交座標系のデータに変換されて前記メモリの所定アドレスに書き込まれ、前記画像は、略円形の画像であることが好ましい。この場合、前記各表示範囲は、前記画像に対応し且つ所定の表示半径を有する略円形の表示範囲である。すなわち、前記最大表示範囲は、所定の表示制限半径を有し、前記前回の表示範囲は、所定の最大書き込み半径を有し、前記今回新たにデータが書き込まれる表示範囲は、今回書き込み中の半径を有する。
【００３０】
そして、本発明では、前記各半径を利用して前記メモリ内の各データの読み出しを許可する場合には、下記の処理を行う。
【００３１】
前記表示範囲制御手段の前記第１表示範囲選択部は、前記最大書き込み半径と前記書き込み中の半径とを比較して、半径の大きな方を選択する。前記第２表示範囲選択部は、前記第１表示範囲選択部で選択した半径と、前記表示制限半径とを比較して、半径の小さな方を前記第２表示範囲の半径（最大表示半径）として選択する。
【００３２】
また、前記読出制御手段の前記第１方向アドレス算出部は、前記第１方向に沿った直線が前記第２表示範囲の円周に交わる際の２箇所の交点のアドレスを算出する。さらに、前記第２方向アドレス算出部は、前記第２方向に沿った直線が前記第２表示範囲の円周に交わる際の２箇所の交点のアドレスを算出する。
【００３３】
この場合、前記比較制御部は、前記第２表示範囲の２交点の各アドレスと、前記第１方向又は前記第２方向に沿った読み出しデータのアドレスとを比較して、前記第２表示範囲の２交点間に前記読み出しデータのアドレスがある場合には、前記読み出しデータの表示を許可し、前記第２表示範囲の２交点の外側に前記読み出しデータのアドレスがある場合には、前記読み出しデータの表示を禁止する。
【００３４】
上述した表示装置は、船舶に搭載された送受波器から水中に超音波を送波し、該水中の物標にて反射される前記超音波（反射波）を前記送受波器で受信するスキャニングソナーに適用すると、前記送受波器から出力される受信信号に基づく画像を画面上に表示することができるので好適である。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、画面のレンジ切り替えや、センタ表示からオフセンタ表示への変更のような表示範囲の変化に起因した前記画面上での画像の非表示期間の発生を回避すると共に、リアルタイムでの画面表示が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明に係る表示装置について、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下に説明するが、その説明に先立ち、本実施形態の前提となる表示装置の構成とその課題について説明する。
【００３７】
先ず、本実施形態の前提となる表示装置が適用されたスキャニングソナー２の構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００３８】
このスキャニングソナー２は、図１に示すように、表示部（表示装置）１００、操作部５００、受信部６００、送信部７００、送受切替回路８００及び送受波器９００を備え、例えば、水上を航行する図示しない船舶に搭載されている。
【００３９】
送受波器９００は、前記船舶の船底から水中に突出して設けられ、送信部７００からの信号を超音波に電気音響変換して前記水中に送波し、図示しない物標から反射してくる超音波（反射波）を受信信号に音響電気変換する。
【００４０】
図２は、船底から海底を見たときの送受波器９００の構成を示す平面図であり、円柱状の送受波器９００の外周には、その円周方向に沿って、可逆的に電気音響変換を行う複数の振動子素子９０１〜９０５、９３３〜９３６が配置されている。図２では、例えば、各振動子素子が縦方向（紙面に直交する方向）に沿って１／２波長間隔で１０個並べられ、且つ前記円周方向に沿って１／２波長間隔で３６個並べられている。従って、この送受波器９００では、合計で３６０個の振動子素子が音響的に影響の少ない適当な容器（図示せず）内に収容されて配置される。なお、図２では、図面を見やすくするために、振動子素子９０１近傍の各振動子素子９０２〜９０５、９３３〜９３６にのみ参照符号を付けているが、以下の説明では、全ての振動子素子に９０１〜９３６の参照符号が付けられているものとして説明する。
【００４１】
ここで、送信部７００（図１参照）の送信制御回路７９０から出力された送信信号（所定時間のパルス）を送信回路７１０で電力増幅した後に、送受切替回路８００を経由して各振動子素子９０１〜９３６にそれぞれ出力すると、各振動子素子９０１〜９３６で前記送信信号が超音波に電気音響変換されて、これらの超音波が送受波器９００から周囲の全周に渡り一斉に送波される。この場合、送受波器９００から前記縦方向に指向性を持ち且つ前記円周方向に沿った全周に略一様な超音波が放射されるように、送信制御回路７９０から送信回路７１０に送信信号が供給される。また、送信制御回路７９０では、スキャニングソナー２から物標までの距離に対する基準信号として、前記送信信号のパルスに同期して立ち上がる送信トリガ信号を表示部１００に出力する。
【００４２】
一方、送受波器９００からの受信信号は、送受切替回路８００を経由して受信部６００に出力される。
【００４３】
受信部６００内において、垂直ビーム合成回路６１０は、入力された前記受信信号を、振動子素子９０１〜９３６の超音波ビーム（図２に示すビームＢＭ０１〜ＢＭ０９、ＢＭ３２〜ＢＭ３６等）が前記縦方向に指向性を持つような信号に変換して水平ビーム合成回路６２０に出力し、水平ビーム合成回路６２０は、入力された信号を、振動子素子９０１〜９３６の前記超音波ビームが前記円周方向の特定の方向に指向性を持つような信号に変換して水平ビーム切替回路６３０に出力する。なお、垂直ビーム合成回路６１０及び水平ビーム合成回路６２０では、必要に応じて、図示しない前置増幅器で信号を増幅する。
【００４４】
従って、前記円周方向の特定の方向に指向性を持たせた前記超音波ビームに対応する各信号を、円周上、適当な間隔として、例えば、１０［°］毎に３６ビーム分作成しておき、水平ビーム切替回路６３０にて切り換える。すなわち、１番目の振動子素子９０１の水平ビームに対応する信号は０［°］方向（図２の上方向であり且つビームＢＭ０１の向かう方向）からの信号、２番目の振動子素子９０２の水平ビームに対応する信号は１０［°］（図２のビームＢＭ０２の向かう方向）の信号であり、３６番目の振動子素子９３６の水平ビームは３５０［°］方向（図２のビームＢＭ３６の向かう方向）からの信号である。そして、水平ビーム切替回路６３０では、受信制御回路６９０からの切替信号に基づいて、入力された各信号に対して、１番目の信号から３６番目の信号まで順番に順次切り換えてスキャンし、受信アンプ６４０に出力する。受信アンプ６４０は、入力された信号を増幅して表示部１００に出力する。さらに、受信制御回路６９０は、振動子素子９０１〜９３６の１周分をスキャンする周期の基準信号として、１スキャンの周期を持ち且つ１番目のビームで立ち上がるようなスキャンクロックを表示部１００に出力する。
【００４５】
なお、図２では、代表的に、振動子素子９０１〜９０６、９３２〜９３６からの１番目〜６番目、３２番目〜３６番目の各ビームにＢＭ０１〜ＢＭ０６、ＢＭ３２〜ＢＭ３６の参照符号が付けられているが、以下の説明では、全ての振動子素子９０１〜９３６からのビームにＢＭ０１〜ＢＭ３６の符号を付けて説明する。この場合、１つのビームは、複数の振動子素子に対する合成信号のビームであり、例えば、１番目のビームＢＭ０１は、振動子素子９０１〜９０５、９３３〜９３６の９個の出力について、その配置に応じた遅延量を補正して、当該ビームＢＭ０１が正面方向（図２で上方向）で最大になるように合成されたものである。また、前述したように、送受波器９００には、前記縦方向に沿って１０個の振動子素子が配置されているので、振動子素子９０１からのビームや受信信号は、実際には、前記縦方向に配置された１０個の振動子素子のビームや受信信号を合成したものである。なお、ビームの数と振動子素子の数とは、互いに一致する必要はなく、同じ振動子素子の組み合わせで合成する場合でも、ビームの方向を合成時に調整することで、より狭い間隔で多数のビームを作ることが可能である。
【００４６】
図３は、受信部６００（受信アンプ６４０）（図１参照）から出力される受信信号（データ）と、受信制御回路６９０から出力されるスキャンクロックとの関係を示すタイムチャートである。
【００４７】
ここで、スキャンクロックの１周期が送受波器９００の１周分（３６０［°］）に相当し、受信信号Ｖ０１（１）〜Ｖ３６（１）は、ビームＢＭ０１〜ＢＭ３６に対応する信号であり且つ受信部６００内で増幅された信号である。１周分の受信信号Ｖ０１（１）〜Ｖ３６（１）が出力されると、引き続き次の１周分の受信信号Ｖ０１（２）〜Ｖ３６（２）が同様にして出力される。なお、送受波器９００（図１及び図２参照）は、超音波をその全周に渡って送波するが、該送受波器９００から外方に全方向をスパイラル状にスキャンすることにより反射波を受信するので、受信信号Ｖ０１（２）〜Ｖ３６（２）は、受信信号Ｖ０１（１）〜Ｖ３６（１）よりも送受波器９００から離れた位置での反射波の信号となる。
【００４８】
ここで、送受波器９００にて超音波を送波してから反射波を受信するまでの時間をｔ、送受波器９００にて前記円周方向に１周分スキャンするのに要する時間をＴ、水中の音速をｃとすれば、反射物体（物標）と送受波器９００との距離ｒと、送受波器９００に対する前記物標の方位θは、次の（１）式及び（２）式で表わされる。
θ＝ｔ／Ｔ                        （１）
ｒ＝ｃｔ／２                      （２）
【００４９】
なお、音速ｃは、１５００［ｍ／ｓ］程度の値であり、（２）式における分母の２は、送受波器９００からの超音波が前記物標で反射して反射波を受信するまでの往復時間を考慮したものである。例えば、送受波器９００での１周分のスキャンに１．６［ｍｓ］を要すると、この１スキャンの間に該送受波器９００から１．２［ｍ］だけ離れた距離からの反射信号が送受波器９００にて受信される。
【００５０】
従って、受信信号Ｖ０１（１）〜Ｖ３６（１）、Ｖ０１（２）〜Ｖ３６（２）の示すデータは、前述したｒ及びθの極座標で表わされているので、表示部１００では、極座標表示の前記各データを直交座標表示（Ｘ−Ｙ座標系の表示）に変換し、且つ表示器１８０の画面の縮尺に合わせた係数を乗じた後にメモリ１２０内の所定のアドレスに書き込む。
【００５１】
すなわち、表示部１００は、送信制御回路７９０からの送信トリガと、受信制御回路６９０からのスキャンクロック及び受信アンプ６４０からの受信信号とに基づいて、所定の方位θ及び距離ｒに対応した受信信号の強度（データ）を表示器１８０の画面上に表示する。
【００５２】
具体的には、受信アンプ６４０からの受信信号（データ）は、ＡＤ変換器１１０でＡＤ変換され、メモリ１２０内に書き込まれる。この場合、メモリ１２０に書き込む前に、図示しない信号処理回路によって雑音等の不要信号の低減あるいは不要信号の除去及び信号の平滑化等を行った後にメモリ１２０に書き込むことが好ましい。
【００５３】
メモリ１２０内にデータを書き込むために必要な所定のアドレスは、書き込みアドレス作成回路１３０にて作成され、ＡＤ変換器１１０からのデータは、メモリ１２０内において、作成された前記アドレスに従って書き込まれる。前記画面に前記データを表示する際には、表示制御回路１９０で作成される水平方向及び垂直方向の画面上のアドレスに基づいて、読み出しアドレス作成回路１４０により画面上の所定位置に対応するメモリ１２０内のアドレスが指定され、指定された前記アドレスのデータがメモリ１２０から読み出されて表示器１８０に送られる。これにより、表示器１８０の画面上に、読み出された前記データが画像として表示される。なお、操作部５００は、図示しない操作員の入力操作に基づく各回路のパラメータを計算し、計算結果に基づいて表示制御回路１９０、受信制御回路６９０及び送信制御回路７９０を制御する。
【００５４】
図４は、メモリ１２０内のアドレスを説明する図である。図５は、表示器１８０の画面上のアドレスを説明する図である。図６は、メモリ１２０内に受信信号Ｖ０１（１）〜Ｖ３６（２）を示すデータ｛以下、便宜的に、データＶ０１（１）〜Ｖ３６（２）とも説明する。｝が書き込まれた状態を説明する図である。図７は、書き込みアドレス作成回路１３０内部のブロック図である。図８は、読み出しアドレス作成回路１４０内部のブロック図である。
【００５５】
書き込みアドレス作成回路１３０は、図７に示すように、基本的には、メモリ１２０（図１参照）でデータを書き込むために必要なアドレスを、スキャンクロックの立ち上がりでリセットし、方位θに応じてカウントアップする方位カウンタ１３０１と、送信トリガの開始でリセットし、スキャンクロックの立ち上がりでカウントアップする距離カウンタ１３１１との動作に基づいて、書き込みアドレスＸ、Ｙを作成する。
【００５６】
方位カウンタ１３０１のクロック入力には、受信信号Ｖ０１（１）〜Ｖ３６（１）のサンプリング周期と同じ周期のクロックが入力される。また、そのリセット入力には、スキャンクロックの立ち上がりエッジを取り出したパルスが加えられる。これにより、方位カウンタ１３０１は、スキャンクロックの立ち上がりで０になり、１つの受信信号をサンプリングする毎に１ずつカウントアップし、１周（１スキャン）すると元の０になる。
【００５７】
ところで、データＶ０１（１）〜Ｖ３６（２）を表示器１８０の画面上に表示する際に、画素半径Ｒドットの範囲内で画像を表示する場合、画素半径Ｒは１画素毎とし、概略１周３６０［°］を２πＲ以上分割した角度毎に各データがメモリ１２０に書き込まれていれば、この画素半径Ｒの円内で画像を表示することができる。例えば、画面の最大表示半径を５００ドットとした場合、最大表示半径の円の１周を２π×５００＝３１４２ドット以上に分割すればよいので、一例として、１周分を４０９６分割する。
【００５８】
ここで、１周分の時間、すなわち、スキャンクロックの１周期が１．６［ｍｓ］の場合、受信信号をＡＤ変換器１１０にて１６００／４０９６［ｍｓ］＝０．３９０６［μｓ］周期でサンプリングしてＡＤ変換を行い、そのデータをメモリ１２０に書き込む。そのため、方位カウンタ１３０１の１カウントの変化は、受信信号の方位θに対して、３６０［°］／４０９６＝０．０８７８９［°］に相当する角度変化を表わすことになる。
【００５９】
なお、メモリ１２０へのデータの書き込み方法としては、上記のサンプリング周期よりも十分に長い周期で前記受信信号をサンプリングしてＡＤ変換を行い、その後、デジタル処理で補間してデータ数を見掛け上増やす方法や、メモリ１２０にデータを書き込む際に、隣接する複数のアドレスに同じデータを書き込むことで、メモリ１２０内を隙間なく埋め尽くす方法もある。
【００６０】
一方、距離カウンタ１３１１のクロック入力にはスキャンクロックが加えられ、その立ち上がりでカウントアップする。また、距離カウンタ１３１１のリセット入力には送信トリガが加えられ、その立ち上がりでリセットされて０になる。ここで、１周（１スキャン）が１．６［ｍｓ］で、水中の音速を１５００［ｍ／ｓ］とすると、送受波器９００が超音波を送波してから反射波を受信するまでの１スキャンの間に進む距離は、（２）式より、１．６×１０-3×（１５００／２）＝１．２［ｍ］となり、距離カウンタ１３１１の１カウントは、１．２［ｍ］に相当することになる。
【００６１】
次に、図４に示すメモリ１２０内の（メモリ）アドレスを、便宜上、２次元のアドレス（Ｘ、Ｙ）で表わすと、図５に示す画面上の１画素のアドレス（Ｈ、Ｖ）は、メモリ１２０の１つのアドレス（Ｘ、Ｙ）に対応している。すなわち、図４のメモリ空間の一部が図５の画面表示に対応する。
【００６２】
なお、図４において、縦方向（Ｙ方向）のアドレスはＹ＝０〜２０４７であり、横方向（Ｘ方向）のアドレスはＸ＝０〜２０４７であり、Ｘ方向のアドレス数がＸＭ＝２０４８であり、Ｙ方向のアドレス数がＹＭ＝２０４８である。また、図５において、縦方向（Ｖ方向）のアドレスはＹ＝０〜１０２３であり、横方向（Ｈ方向）のアドレスはＨ＝０〜１２７９であり、Ｈ方向のアドレス数がＨＤ＝１２８０であり、Ｖ方向のアドレス数がＶＤ＝１０２４である。すなわち、画面の表示領域は（横、縦）＝（ＨＤ、ＶＤ）＝（１２８０、１０２４）である。
【００６３】
また、メモリ１２０におけるメモリアドレスは、（０、０）〜（ＸＭ−１、ＹＭ−１）の範囲であるので、一次元でメモリアドレスを表わすと、（Ｙ・ＸＭ＋Ｘ）となる。この場合、メモリの容量はＸＭ・ＹＭとなる。そして、前述したように、前記メモリアドレスのＸを画面上の横方向(水平方向)のＨに対応させ、前記メモリアドレスのＹを画面上の縦方向（垂直方向）のＶに対応させる。
【００６４】
ここで、受信信号（データ）を書き込むメモリ１２０のアドレス（Ｘ、Ｙ）は、送受波器９００の位置（距離ｒ＝０［ｍ］）に対応するメモリ１２０内のアドレスを（Ｘ０、Ｙ０）（図９参照）、（Ｘ０、Ｙ０）を中心とした円の半径をＲ、（Ｘ０、Ｙ０）からの方位をθ、画面上の縮尺を決める縮尺係数をＫｒ、及び画面上で縦横比を調整するための係数を縦横比係数Ｋｘ、Ｋｙとすれば、Ｘ及びＹは、下記の（３）式及び（４）式で表わされる。
Ｘ＝Ｘ０＋Ｋｘ×Ｋｒ×Ｒ×ｓｉｎθ        （３）
Ｙ＝Ｙ０＋Ｋｙ×Ｋｒ×Ｒ×ｃｏｓθ        （４）
【００６５】
書き込みアドレス作成回路１３０は、上記の（３）式及び（４）式に基づいてアドレス（Ｘ、Ｙ）を決定している。
【００６６】
アドレス（Ｘ、Ｙ）の座標計算に必要な各係数Ｋｒ、Ｋｘ、Ｋｙは、操作部５００にて設定された画面のレンジに対応する予め設定された固定値から選択したり、あるいは、図示しないＣＰＵで計算することにより設定される。また、Ｋｒは、Ｋｘ、Ｋｙに含めてＫｘ×Ｋｒ、Ｋｙ×Ｋｒとして設定可能であるが、ここでは、説明の便宜上、Ｋｒ、Ｋｘ、Ｋｙにそれぞれ分けて記述している。
【００６７】
また、距離カウンタ１３１１のカウント値に基づいて半径Ｒが求められ、方位カウンタ１３０１のカウント値に基づいて方位θが求められる。
【００６８】
乗算器１３１２は、距離カウンタ１３１１から出力される半径Ｒに縮尺係数Ｋｒを掛けて、画面上の画素数（ドット数）単位の半径Ｒｄｏｔに換算する。乗算器１３１３は、半径Ｒｄｏｔに縦横比係数Ｋｘを掛けて乗算器１３０４に出力し、乗算器１３１４は、半径Ｒｄｏｔに縦横比係数Ｋｙを掛けて乗算器１３０５に出力する。
【００６９】
これらの乗算器１３１２〜１３１４は、画面表示の各画素が正方形でない場合等のように、通常の画面表示では、真円の画像が表示されない場合に使用するものであるが、画面表示上、縦横比を変えて斜視図のような表示をする場合にも使用可能である。縦横比が常に１：１で、Ｋｘ＝Ｋｙ＝１の場合は、乗算器１３１３、１３１４を省略することも可能である。
【００７０】
比較器１３１５は、乗算器１３１２からの出力である半径Ｒｄｏｔと、操作部５００から画面の表示形態に基づいて設定される最大書き込み半径Ｒｗｍａｘとを比較し、Ｒｄｏｔ＞Ｒｗｍａｘの場合には、出力を０にしてメモリ１２０に出力する。これにより、（Ｘ０、Ｙ０）を中心とする最大書き込み半径Ｒｗｍａｘの円の外側のアドレスへのデータの書き込みが禁止され、画面上には、最大書き込み半径Ｒｗｍａｘを有する略円形の画像が表示される。
【００７１】
ｓｉｎ変換回路１３０２は、θのｓｉｎ値（正弦値）を出力し、ｃｏｓ変換回路１３０３は、θのｃｏｓ値（余弦値）を出力する。これらの変換回路１３０２、１３０３は図示しない読出専用メモリ（ＲＯＭ）を含み、前記ＲＯＭは、入力である方位θをアドレスとして、これに対応する正弦値及び余弦値を予め書き込んでいるので、各変換回路１３０２、１３０３は、θの入力があったときには、これに対応する正弦値及び余弦値を前記ＲＯＭから検索して出力する。なお、各変換回路１３０２、１３０３では、前記ＲＯＭではなく、揮発性のメモリに起動の都度、ＣＰＵ等で計算した値を書き込むような構成とすることも可能である。
【００７２】
乗算器１３０４は、ｓｉｎ変換回路１３０２から出力された前記正弦値ｓｉｎθに、乗算器１３１３からのＫｒ×Ｋｘ×Ｒｄｏｔを乗算して加算器１３０６に出力する。また、乗算器１３０５は、ｃｏｓ変換回路１３０３から出力された前記余弦値ｃｏｓθに、乗算器１３１４からのＫｒ×Ｋｙ×Ｒｄｏｔを乗算して加算器１３０７に出力する。これにより、極座標（ｒ、θ）で表わされるアドレスが直交座標（Ｘ、Ｙ）に変換される。
【００７３】
加算器１３０６は、乗算器１３０４から出力されたＫｒ×Ｋｘ×Ｒｄｏｔ×ｓｉｎθに中心座標値であるＸ０を加算することにより、（３）式で表わされるＸを求める。また、加算器１３０７は、乗算器１３０５から出力されたＫｒ×Ｋｙ×Ｒｄｏｔ×ｃｏｓθに中心座標値であるＹ０を加算することにより、（４）式で表わされるＹを求める。これにより、書き込みアドレス作成回路１３０からメモリ１２０にデータを書き込むために必要とされるアドレス（Ｘ、Ｙ）が出力可能となる。
【００７４】
上述した縮尺係数Ｋｒは、スキャニングソナー２のレンジ（送受波器９００から超音波を送波して物標を探索する範囲）をＳｒ［ｍ］、前記レンジの範囲を表示する画面上の半径を画素単位でＳｒｄｏｔ［ｄｏｔ］、１スキャンの周期をＴｓｃａｎ［ｓ］とすると、下記の（５）式で表わされる。
Ｋｒ＝Ｓｒｄｏｔ×Ｔｓｃａｎ×ｃ／２Ｓｒ          （５）
【００７５】
例えば、前記レンジを１０００［ｍ］として、このレンジを画面上の半径５００ドットで表示する場合、画面の縦横比を１：１としてＫｘ＝Ｋｙ＝１とすれば、前述したように、スキャン周期が１．６［ｍｓ］、距離カウンタ１３１１が１．２［ｍ］単位、水中の音速がｃ＝１５００［ｍ／ｓ］なので、縮尺係数Ｋｒは、（５）式より、Ｋｒ＝（５００／１０００）×（１．６×１０-3／２×１５００）＝０．６となる。この縮尺係数Ｋｒは、操作者が操作部５００に前記レンジを入力操作するか、この係数が格納されたテーブルを用意するか、あるいは、ＣＰＵ等により計算して設定する。
【００７６】
この場合、距離カウンタ１３１１での１．２［ｍ］単位は、送受波器９００（図１参照）が超音波を送波してから反射波を受信するまでの時間に対応しているが、距離カウンタ１３１１のクロック周期をＫｘ×Ｋｒ、Ｋｙ×Ｋｒに相当する時間だけ変化させて距離カウンタ１３１１のカウント値を常に画面上の１画素間隔にすることにより、これらの係数の乗算を行わないことも可能である。
【００７７】
また、方位カウンタ１３０１が順次カウントアップするに従い、メモリ１２０内では、（Ｘ０、Ｙ０）（図９参照）を中心として円周状に受信信号のデータが書き込まれる（図６参照）。この場合、方位カウンタ１３０１をスキャンクロックの立ち上がりでリセットする際に、０でなく任意の値にプリセットすることで書き込む方位θを変えることもできる。この結果、メモリ１２０では、θ＝０からデータがＶ０１（１）からＶ０２（１）、Ｖ０３（１）の順番に所定の半径を有する円の円周方向に沿って書き込まれてゆく。次のスキャンがデータＶ０１（１）〜Ｖ３６（１）から外周方向に１ドット分だけ離れていれば、当該次のスキャンにおいて、その外側にＶ０１（２）〜Ｖ３６（２）の各データが書き込まれる。なお、データＶ０１（２）〜Ｖ３６（１）とデータＶ０１（２）〜Ｖ３６（２）との外周方向への間隔が１ドット未満であれば、同じ半径にて各データが上書きされる。
【００７８】
さらに、１スキャンが画面上の１画素（１ドット）より大きい場合には、上記の書き込みだけではスキャン間に書き込まれない部分が出てしまうので、今回のスキャンのデータと１スキャン前の同じ方位のデータとを用いて、その間を補間して見掛け上、スキャン数を増やして書き込んだり、あるいは、同じデータを複数書き込むようにしている。
【００７９】
このようにして、送信トリガ信号が距離カウンタ１３１１に入力されると、メモリ１２０内において、書き込みアドレス作成回路１３０から出力されたアドレス（Ｘ、Ｙ）に従って、各データが中心（Ｘ０、Ｙ０）から同心円状に順次書き込まれてゆく。
【００８０】
なお、各ビームの受信信号は、受信部６００の水平ビーム切替回路６３０で順次切り換えられるので、実際には、送受波器９００で受信された反射波に関し、方位θによって距離ｒが変化する。しかしながら、１番目から３６番目のビームＢＭ０１〜ＢＭ３６を切り換える時間が短ければ、距離ｒは、略同一距離とみなすことができるので、簡単のために、方位θ及び距離ｒは、独立して取り扱っても実用上は問題にならない場合が多い。必要に応じて、距離カウンタ１３１１として１スキャン未満を表わす図示しないカウンタを用意し、そのクロックに１スキャンより短い周期のクロックを加えることで、該距離カウンタ１３１１と同様の演算が可能である。
【００８１】
そして、メモリ１２０内の所定アドレスに書き込まれた各データは、読み出しアドレス作成回路１４０によって作成された所定のアドレスに基づいて読み出され、表示器１８０の画面上に表示される。
【００８２】
図８に示すように、読み出しアドレス作成回路１４０は、水平アドレスカウンタ１４０１と、垂直アドレスカウンタ１４１１と、加算器１４０２、１４１２とを有している。
【００８３】
水平アドレスカウンタ１４０１のクロック入力には、表示制御回路１９０で作成された１画素分の表示クロックが加えられ、そのリセット入力には表示制御回路１９０で作成された水平同期信号が入力される。この場合、水平同期信号の入力により、水平アドレスカウンタ１４０１内は０にクリアされる。
【００８４】
また、垂直アドレスカウンタ１４１１のクロック入力には水平同期信号が入力されて画面上の水平方向に１ライン表示する毎に１ずつカウントアップし、そのリセット入力には表示制御回路１９０で作成された垂直同期信号が入力される。この場合、垂直同期信号の入力により、垂直アドレスカウンタ１４１１内は０にクリアされる。
【００８５】
なお、水平アドレスカウンタ１４０１及び垂直アドレスカウンタ１４１１は、画面表示期間以外はカウントを停止する。
【００８６】
そして、水平アドレスカウンタ１４０１のカウント出力Ｈは、図５に示す０〜ＨＤ−１をカウントして、画面上の横方向（水平方向）の位置を指定する。また、垂直アドレスカウンタ１４１１のカウント出力Ｖは、０〜ＶＤ−１をカウントして前記画面上の縦方向（垂直方向）の位置を指定する。
【００８７】
図９は、メモリ１２０内におけるデータが書き込み可能な領域（メモリ１２０を示す正方形の枠）と、この領域内にデータが書き込まれている範囲｛各データが（Ｘ０、Ｙ０）を中心とした円形のデータ群として書き込まれている範囲であり、以下、表示範囲ともいう。｝１２０２と、画面に対応する範囲（破線の枠内であり、この範囲内にあるデータが読み出され、スキャニングソナー２の画像として前記画面に表示される。以下、画面表示範囲ともいう。）１２０１とを示している。なお、ここでは、画面上でのＨ方向及びＶ方向のアドレス間隔と、メモリ１２０内におけるＸ方向及びＹ方向のアドレス間隔とが略一致しているものとして説明する。
【００８８】
ここで、画面上における画像の中心を（Ｈ０、Ｖ０）とし、メモリ１２０内におけるデータ群（円）の中心を（Ｘ０、Ｙ０）とし、メモリ１２０からのデータ読み出しの開始位置である表示開始アドレスを（Ｘａ、Ｙａ）とすると、Ｘａ及びＹａは、下記の（６）式及び（７）式で表わされる。
Ｘａ＝Ｘ０−Ｈ０                  （６）
Ｙａ＝Ｙ０−Ｖ０                  （７）
【００８９】
画面上の表示位置（Ｈ、Ｖ）に対応して読み出されるデータのアドレスを（Ｘ、Ｙ）とすると、Ｘ及びＹは、下記の（８）式及び（９）式で表わされる。
Ｘ＝Ｘａ＋Ｈ                      （８）
Ｙ＝Ｙａ＋Ｖ                      （９）
【００９０】
表示開始アドレス（Ｘａ、Ｙａ）は、操作部５００で入力操作される画面上での画像表示位置に対応して設定される。また、画面の表示範囲（ＨＤ、ＶＤ）は、予め固定する場合と、操作部５００から設定する場合とがある。
【００９１】
次に、表示器１８０の画面に対する画像表示について説明する。
【００９２】
先ず、垂直同期信号の入力により垂直アドレスカウンタ１４１１（図８参照）がクリアされ、且つ水平同期信号の入力により水平アドレスカウンタ１４０１がクリアされると、画面上の表示位置（Ｈ、Ｖ）が（０、０）となる（図５参照）。
【００９３】
次に、水平方向（図５及び図９の左右方向）の画面表示範囲１２０１内で、水平アドレスカウンタ１４０１が１画素ごとにカウントアップし、この結果、表示位置（Ｈ、Ｖ）が（０、０）から（１、０）、（２、０）、（３、０）、…、（１２７９、０）に順次カウントされる。
【００９４】
次いで、水平同期信号の入力により水平アドレスカウンタ１４０１がクリアされる一方で、垂直アドレスカウンタ１４１１が１カウント進むので、表示位置（Ｈ、Ｖ）が（０、１）、（１、１）、（２、１）、（３、１）、…、（１２７９、１）に順次カウントされる。以下同様に、垂直表示範囲の最後では、（１０２３、０）、（１０２３、１）、…、（１０２３、１２７９）となる。
【００９５】
加算器１４０２では、水平アドレスカウンタ１４０１の出力（前述したカウント結果）に表示開始アドレスＸａが加算されるので、メモリ１２０の読み出しアドレスＸが得られる。また、加算器１４１２では、垂直アドレスカウンタ１４１１の出力（前述したカウント結果）に表示開始アドレスＹａが加算されるので、メモリ１２０（図１、図４及び図９参照）の読み出しアドレスＹが得られる。
【００９６】
加算器１４０２、１４１２からメモリ１２０に順次出力された読み出しアドレス（Ｘ、Ｙ）に基づいて、（Ｘａ、Ｙａ）、（Ｘａ＋１、Ｙａ）、（Ｘａ＋２、Ｙａ）、…の順番でメモリ１２０内の各データが表示器１８０に読み出され、この結果、表示器１８０では、画面の左上から前記読み出されたデータがラスタスキャン方式にて順次表示される。
【００９７】
このように、画面に表示するタイミングに合わせて、読み出しアドレス作成回路１４０からメモリ１２０に読み出しアドレス（Ｘ、Ｙ）が供給され、その読み出しアドレスに基づいて、メモリ１２０内のデータが読み出されて表示器１８０送られ、該表示器１８０の画面上に画像として表示される。表示器１８０としては、例えば、ブラウン管や液晶表示器を使用したもので、通常のテレビジョンと同様に、ラスタスキャン方式に従って、入力された信号を画面の左上から右方向へ順次表示し、その右端に達した場合には、１画素相当分下へずらしてその左端から右方向へ順次表示してゆく。
【００９８】
以上が、本実施形態の前提となるスキャニングソナー２の構成である。
【００９９】
次に、このスキャニングソナー２の課題について説明する。
【０１００】
スキャニングソナー２（図１参照）において、メモリ１２０から読み出したデータに基づく画像を画面上の同じ場所及び同じ表示領域で常時表示している場合には、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、送受波器９００から受信信号（データ）Ｖ０１（１）〜Ｖ３６（１）（図３及び図６参照）が入力される毎にメモリ１２０内の所定アドレス（Ｘ、Ｙ）に上書き（更新）すれば、更新内容が前記画面上にリアルタイムに画像として表示される。
【０１０１】
ところで、いわゆるオフセンタ表示のような画面上で画像の中心位置（Ｈ０、Ｖ０）を移動して、ある方向だけ広範囲に表示したい場合、例えば、図示しない船舶を航行させながら物標を探索する場合（図１０Ａ及び図１０Ｂから図１１Ａ及び図１１Ｂに画像を更新する場合）には、前記船舶の正面（前方）方向（図１０Ｂ及び図１１Ｂの上方向）だけを画面上で広範囲に表示させる必要がある。
【０１０２】
すなわち、図１０Ｂは、通常の画面表示（センタ表示）であり、例えば、１０００［ｍ］のレンジ（送受波器９００から超音波を送波して物標を探索する範囲が１０００［ｍ］であるようなレンジ）では、船舶（送受波器９００）を中心とした半径１０００［ｍ］の探索範囲について、画面上で５００ドットの縮尺として画像表示している。
【０１０３】
この場合、図１０Ａの表示範囲１２０２がそのまま図１０Ｂの画面上に表示される。一方、図１１Ａ及び図１１Ｂは、画面表示範囲１２０１を上方向にずらし（オフセンタし）、且つ船舶の正面方向（図１１Ａ及び図１１Ｂの上方向）での探索範囲を１６００［ｍ］とした場合である。この場合、画面上の縮尺は図１０Ａ及び図１０Ｂと同一としているので、図１１Ａの画面表示範囲１２０１及び図１１Ｂの画面上では、画像がメモリ１２０内のデータの中心から上方向に半径８００ドット（探索範囲の１６００［ｍ］に対応するドットの半径）まで表示される。この場合、前記画面上の画像の表示半径は、最大書き込み半径Ｒｗｍａｘで指定し、その最大書き込み半径Ｒｗｍａｘの円の外側部分については、データの書き込みは行わないようにしている。すなわち、図１１Ａのように、メモリ１２０内のデータの中心位置はそのままとして、メモリ１２０内でのデータの読み出し開始位置（画像の表示開始位置）をずらしている。
【０１０４】
次いで、図１１Ｂの状態から図１０Ｂの通常の状態に画面表示を切り換える場合、換言すれば、オフセンタ表示からセンタ表示に切り換える場合には、８００ドットとなっている画面上の表示半径を再び５００ドットにするように、最大書き込み半径Ｒｗｍａｘを指定し直して、メモリ１２０内にデータを書き込む必要がある。しかしながら、メモリ１２０内におけるデータの中心から半径５００ドット以上の外側の領域では、新たなデータの書き込みがないので、前記画面上に新たな画像が表示された場合には、図１１Ａ及び図１１Ｂでの５００ドット〜８００ドットのデータが画面上にそのまま表示される。すなわち、図１２Ａ及び図１２Ｂの網線部分は、データ更新がされずにそのまま画面上に表示されている部分である。
【０１０５】
このような部分の発生を防止するために、メモリ１２０内にある前回の（画像）データを全て消去してから、新たに（画像）データを書き込むようすればよいが、この方法では、画面上、前記画像データの消去に伴って、前回の画像表示と新たな画像表示との間で画像の非表示期間が発生する。これにより、注目していた画面上の物標を見失うという問題がある。
【０１０６】
このような問題を回避するために、例えば、画像用のメモリ１２０とは別途に同じアドレス領域を持つ１ビットのマスク用メモリを用意して、このマスク用メモリに、操作部５００で制御されるＣＰＵ等を用いて所定のグラフィックパターンを書き込む。そして、画面上に画像を表示する際には、前記画像のうち前記画面上に表示すべき部分を前記ＣＰＵで判定して、その部分だけを１の出力とし、次いで、メモリ１２０から画像データを読み出すと共に前記マスク用メモリから前記グラフィックパターンを読み出し、前記画像データと前記グラフィックパターンとの論理積（ＡＮＤ）を取って、必要な部分だけを前記画面上に表示させる。この場合、マスク用メモリへの前記グラフィックパターンの書き込みは、画面上の画像の表示領域が変化して画像が更新されるときに行われるが、視覚上、できるだけ高速に画像を更新する必要があるので、上述した処理を高速に行う必要がある。
【０１０７】
さらに、２つのメモリを１組として、交互に書き込みと読み出しとを切り替えることにより、一方のメモリ内のデータを消去している間でも他方のメモリ内のデータを読み出して画面上に表示することが可能である。しかしながら、この場合も、書き込んだデータを画面上に表示するのは、次の送信トリガの後になるので、リアルタイムでの画像の更新に対応することが難しい。
【０１０８】
さらにまた、上述した対応策では、メモリを２つ用意する必要があるという問題もある。
【０１０９】
以上が、本実施形態の前提となるスキャニングソナー２の課題である。
【０１１０】
次に、本実施形態に係る表示装置が適用されるスキャニングソナー４について、図１３〜図２５を参照しながら説明する。
【０１１１】
なお、このスキャニングソナー４を説明する際に、スキャニングソナー２（図１参照）と同じ構成要素については、同一の参照符号を付けて説明する。
【０１１２】
このスキャニングソナー４は、図１３に示すように、表示部１００内に、表示範囲制御回路１５０及びゲート１６０を追加して設けた点で、本実施形態の前提となるスキャニングソナー２とは異なる。従って、送受波器９００（図１参照）にて反射波を受信し、その受信信号のデータを受信部６００及びＡＤ変換器１１０を介してメモリ１２０内の所定アドレスに書き込むまでの動作は、スキャニングソナー２と同様である。但し、スキャニングソナー４の表示部１００では、メモリ１２０からデータを読み出す際に、読み出しアドレス作成回路１４０で作成された読み出しアドレスをメモリ１２０及び表示範囲制御回路１５０に同時に供給している。
【０１１３】
すなわち、この表示範囲制御回路１５０は、表示器１８０の画面の縮尺やレンジを変更して表示範囲１２０２が変化する際に、変更（変化）によって読み出しが不要となったアドレスのデータについては、ゲート１６０に制御信号を供給して、当該ゲート１６０から表示器１８０への出力を０（ゼロ又は所定の背景色に相当するコード）とすることにより、読み出しアドレス作成回路１４０からメモリ１２０に前記読み出しが不要となったアドレスが供給されても、そのアドレスのデータを表示器１８０に読み出さないように制御し、この結果、メモリ１２０内に書き込まれている所望の表示範囲のデータのみを画面上に画像表示するようにしている。
【０１１４】
図１４は、表示範囲制御回路１５０内部のブロック図である。図１５は、図１４に示す最大表示半径制御回路１５２０内部のブロック図である。図１６は、図１４に示すＹ表示範囲制御回路１５３０内部のブロック図である。図１７は、図１４に示すＸ表示範囲制御回路１５４０内部のブロック図である。図１８は、メモリ１２０内の表示範囲（以下、最大表示範囲ともいう。）１２０２を説明するための図である。図１９は、Ｘ表示範囲制御回路１５４０の他の構成を示すブロック図である。
【０１１５】
図１８において、最大表示半径Ｒｍａｘの円形のデータ群として構成された最大表示範囲１２０２について、この表示範囲内のデータを読み出して表示器１８０の画面上に画像として表示する場合、画像表示するために必要とされるＹ方向及びＸ方向の表示範囲は以下のようになる。なお、図１８は、縦横比係数Ｋｘ、Ｋｙが共に１の場合を示しており、図中で、垂直方向であるＹ方向については、読み出しアドレスＹが最大表示半径Ｒｍａｘの円の上端であるＹｂから下端であるＹｃの間だけ表示すればよい。すなわち、Ｙｂ及びＹｃは、下記の（１０）式及び（１１）式で表わされる。
Ｙｂ＝Ｙ０−Ｋｙ・Ｒｍａｘ        （１０）
Ｙｃ＝Ｙ０＋Ｋｙ・Ｒｍａｘ        （１１）
【０１１６】
なお、最大表示範囲１２０２とは、メモリ１２０内に書き込まれた略円形のデータ群からデータを読み出して画面上に画像を表示する際に、画面表示との関係で表示のできる最大限の範囲をいう。従って、この最大表示範囲１２０２の範囲外にデータを書き込んでも、この範囲外に書き込まれたデータは表示されない。また、最大表示半径Ｒｍａｘとは、最大表示範囲１２０２の半径をいう。
【０１１７】
また、読み出しアドレスＹは、メモリ１２０内でＹａ〜Ｙｄの範囲を画面に表示すれば、当該画面上の垂直アドレスＶに対して、下記の（１２）式で表わすことができる。
Ｙ＝Ｙａ＋Ｖ                      （１２）
【０１１８】
従って、Ｙと、Ｙｂ及びＹｃとを比較して、ＹがＹｂ〜ＹｃにあるときにＹ方向に関しての画面表示の許可（データの読み出し許可）をすればよい。
【０１１９】
なお、垂直アドレスＶが０〜ＶＤ−１（図５参照）で変化するとき、読み出しアドレスＹは、Ｙａ〜Ｙｄで変化する。図１８に示すような場合には、Ｙｄは、Ｙｃよりも小さいので、Ｙｂ〜Ｙｃで画像表示を許可することは、画面表示範囲１２０１内にあるＹｂ〜Ｙｄのデータを読み出して画面上に表示することを意味する。
【０１２０】
また、Ｙ方向における所定の読み出しアドレスＹでのＸ方向に沿った１ラインについて、ラスタスキャン方式に従って、そのライン上にあるデータを順次読み出して、表示器１８０の画面上に表示する場合には、このラインと、最大表示半径Ｒｍａｘの最大表示範囲１２０２の円周とが交差するときの２交点Ｘｂ、ＸｃのＸｂ〜Ｘｃ内にあるデータを画面上に表示すればよい。ここで、Ｘｂ、Ｘｃは、Ｘ０とＸｂ、Ｘｃとの距離であるＸｒとの関連で、下記の（１３）〜（１５）式で表わされる。
Ｘｒ＝（Ｋｘ／Ｋｙ）
×｛（Ｋｙ・Ｒｍａｘ）2−（Ｙ−Ｙ０）2｝1/2       （１３）
Ｘｂ＝Ｘ０−Ｘｒ          （１４）
Ｘｃ＝Ｘ０＋Ｘｒ          （１５）
【０１２１】
これらの演算は、Ｙ方向に沿った所定のアドレス間隔毎で、且つＸ方向に沿った１ラインに対して、それぞれ１組計算すればよい。
【０１２２】
従って、前述したＹｂ、Ｙｃ、Ｘｂ、Ｘｃの範囲内でのみデータの表示を行うように制御すれば、表示器１８０（図１３参照）の画面上に、読み出した各データを円形の画像として表示することが可能になる。なお、最大表示範囲１２０２のうち画面表示範囲１２０１をはみ出した部分については、データの読み出しは行われず、従って、この非読み出し部分が画面上に表示されないことは勿論である。
【０１２３】
表示範囲制御回路１５０は、図１４に示すように、設定値供給部１５１０と、最大表示半径制御回路（表示範囲制御手段）１５２０と、ゲート１６０と共に読出制御手段を構成するＹ表示範囲制御回路（第２方向アドレス算出部）１５３０、Ｘ表示範囲制御回路（第１方向アドレス算出部）１５４０、比較器（比較制御部）１５６０、１５７０及びＡＮＤゲート１５８０とを有し、上記した（１０）式〜（１５）式の演算を行う。
【０１２４】
ここで、最大表示半径制御回路１５２０は、最大表示範囲１２０２の最大表示半径Ｒｍａｘを決定するために、先ず、画面上に表示する画像の最大半径の画素数（ドット数）を、前回の画像（前回の超音波の送波に対する送受波器９００で受信された反射波に基づく画面上の画像）に対応する最大表示範囲１２０２の最大表示半径（最大書き込み半径）Ｒｄｏｔｍａｘと、今回新たにデータが書き込まれている表示範囲（データを書き込んでいる最中の表示範囲を含む）の表示半径（書き込み半径）Ｒｄｏｔとを比較して、表示半径の大きな方を選択し、次いで、選択された表示半径と、画面のレンジや画面上の表示形態の仕様によって決定される当該画面上で画像を最大限に表示可能な領域に対応した最大表示範囲の表示半径（表示制限半径）Ｒｄｍａｘとを比較して、表示半径の小さい方を今回の画像表示での最大表示半径Ｒｍａｘとして選択する。
【０１２５】
具体的に、最大表示半径制御回路１５２０は、図１５に示すように、ラッチ１５２１、最大値選択回路（第１表示範囲選択部）１５２２及び最小値選択回路（第２表示範囲選択部）１５２３を有している。
【０１２６】
ラッチ１５２１のデータ入力には、今回新たにデータが書き込まれている表示範囲１２０２の書き込み半径Ｒｄｏｔが入力され、一方で、ラッチ１５２１のクロックには送信トリガが入力される。ここで、前記送信トリガの入力によって、ラッチ１５２１は、入力された書き込み半径Ｒｄｏｔをラッチし、ラッチされた書き込み半径Ｒｄｏｔが前回の画像に対応した最大表示範囲の最大書き込み半径Ｒｄｏｔｍａｘとなる。
【０１２７】
最大値選択回路１５２２は、ラッチ１５２１からの出力である最大書き込み半径Ｒｄｏｔｍａｘと、今回新たにデータが書き込まれている表示範囲の書き込み半径Ｒｄｏｔとを比較して、半径の大きい方を最小値選択回路１５２３に出力する。
【０１２８】
最小値選択回路１５２３は、最大値選択回路１５２２からの書き込み半径と、操作部５００における入力操作で設定された所定のレンジや、表示器１８０の画面上の表示形態の仕様によって決定される画面上の表示制限半径Ｒｄｍａｘとを比較して、半径の小さい方を最大表示半径Ｒｍａｘとして、Ｙ表示範囲制御回路１５３０及びＸ表示範囲制御回路１５４０に出力する。
【０１２９】
なお、本実施形態では、図７の最大書き込み半径Ｒｗｍａｘを使用して最大表示範囲１２０２を制御することはないので、このＲｗｍａｘは、表示制限半径Ｒｄｍａｘと同じ値か、あるいは、それ以上の値とする。
【０１３０】
Ｙ表示範囲制御回路１５３０は、図１６に示すように、乗算器１５３１、減算器１５３２及び加算器１５３３を有し、（１０）式及び（１１）式の演算を行って、最大表示範囲１２０２のＹ方向の上端Ｙｂ及び下端Ｙｃを決定する。
【０１３１】
乗算器１５３１は、最大表示半径制御回路１５２０からの最大表示半径Ｒｍａｘと、縦横比を決める係数Ｋｙとを乗算し、Ｋｙ・Ｒｍａｘを減算器１５３２及び加算器１５３３に出力する。減算器１５３２は、メモリ１２０内の最大表示範囲１２０２のＹ方向（縦方向）の中心アドレスＹ０からＫｙ・Ｒｍａｘを減算し、減算結果を表示開始アドレスＹｂとして出力する。一方、加算器１５３３は、Ｋｙ・Ｒｍａｘに中心アドレスＹ０を加算し、加算結果を表示終了アドレスＹｃとして出力する。
【０１３２】
Ｘ表示範囲制御回路１５４０は、図１７に示すように、乗算器１５４１、１５４５、１５４７、減算器１５４２、１５４４、１５４８、加算器１５４３、１５４９及び平方根回路１５４６を有し、（１３）式〜（１５）式により、所定のアドレスＹにおけるＸ方向に沿ったラインと、最大表示範囲１２０２の円周との交点のアドレスＸｂ、Ｘｃを決定する。
【０１３３】
乗算器１５４１は、最大表示半径制御回路１５２０からの最大表示半径Ｒｍａｘと縦横比係数Ｋｙとを乗算してＫｙ・Ｒｍａｘを加算器１５４３及び減算器１５４４に出力する。減算器１５４２は、読み出しアドレス作成回路１４０からの読み出しアドレスＹを中心座標Ｙ０で減算して、Ｙ−Ｙ０を加算器１５４３及び減算器１５４４に出力する。
【０１３４】
加算器１５４３は、Ｋｙ・ＲｍａｘとＹ−Ｙ０とを加算して乗算器１５４５に出力し、一方で、減算器１５４４は、Ｋｙ・ＲｍａｘからＹ−Ｙ０を減算して乗算器１５４５に出力する。
【０１３５】
乗算器１５４５は、｛Ｋｙ・Ｒｍａｘ＋（Ｙ−Ｙ０）｝と｛Ｋｙ・Ｒｍａｘ−（Ｙ−Ｙ０）｝とを乗算して、（Ｋｙ・Ｒｍａｘ）2−（Ｙ−Ｙ０）2を平方根回路１５４６に出力する。この場合、乗算器１５４５は、因数分解の公式ａ2−ｂ2＝（ａ＋ｂ）・（ａ−ｂ）の関係を用いているが、２つの乗算器で構成することも可能である。
【０１３６】
平方根回路１５４６は、前述した（Ｋｙ・Ｒｍａｘ）2−（Ｙ−Ｙ０）2の平方根を乗算器１５４７に出力し、乗算器１５４７は、前記平方根と操作部５００にて設定された縦横比係数比Ｋｘ／Ｋｙとを乗算する。これにより、（１３）式に示すＸｒが求められ、このＸｒが減算器１５４８及び加算器１５４９に出力される。
【０１３７】
減算器１５４８は、中心座標Ｘ０からＸｒを減算して表示開始アドレスＸｂを算出し、加算器１５４９は、中心座標Ｘ０とＸｒとを加算して表示終了アドレスＸｃを算出する。
【０１３８】
そして、図１４において、Ｙ表示範囲制御回路１５３０は、表示開始アドレスＹｂ及び表示終了アドレスＹｃを比較器１５６０に出力する。比較器１５６０は、表示開始アドレスＹｂ及び表示終了アドレスＹｃと、読み出しアドレス作成回路１４０からの読み出しアドレスＹとを比較して、Ｙｂ≦Ｙ≦Ｙｃ（図１８参照）のときに１の値をＡＮＤゲート１５８０に出力し、Ｙ＜Ｙｂ又はＹｃ＜Ｙのときに０の値をＡＮＤゲート１５８０に出力する。
【０１３９】
また、Ｘ表示範囲制御回路１５４０は、表示開始アドレスＸｂ及び表示終了アドレスＸｃを比較器１５７０に出力する。比較器１５７０は、表示開始アドレスＸｂ及び表示終了アドレスＸｃと、読み出しアドレス作成回路１４０からの読み出しアドレスＸとを比較して、Ｘｂ≦Ｘ≦Ｘｃのときに１の値をＡＮＤゲート１５８０に出力し、Ｘ＜Ｘｂ又はＸｃ＜Ｘのときに０の値をＡＮＤゲート１５８０に出力する。
【０１４０】
ＡＮＤゲート１５８０は、比較器１５６０、１５７０からの入力がどちらも１の場合にのみ、１の値をゲート１６０に出力する。
【０１４１】
ゲート１６０は、ＡＮＤゲート１５８０からの入力が１のときのみ、ゲートを開いてメモリ１２０から読み出されたデータを表示器１８０に送るが、ＡＮＤゲート１５８０からの入力が０のときには、ゲートを閉じてメモリ１２０から表示器１８０にデータを出力させない。これにより、必要な部分の画像のみ表示器１８０の画面上にて表示することができる。
【０１４２】
なお、最大表示半径ＲｍａｘとＹアドレスとの交点が存在しない場合には、Ｘ表示範囲制御回路１５４０では、正しい結果が得られないが、この条件はＹ＜Ｙｂ又はＹ＞Ｙｃであり、比較器１５６０での出力が０になるため、ゲート１６０が閉じて画像は表示されない。
【０１４３】
また、上記の説明では、縦横の比率が１：１でない場合にも対応できるように縦横比係数Ｋｘ、Ｋｙとその比Ｋｙ／Ｋｘを使用しているが、常に縦横比が１：１であれば、これらの比が入力される乗算器１５３１、１５４１、１５４７を省略することも可能である。
【０１４４】
次に、本実施形態において、最大表示範囲１２０２が変化したときの表示部１００内の動作について、図２０〜図２５を参照しながら説明する。
【０１４５】
先ず、画面のレンジが変化しない場合について、図２０〜図２２を参照しながら説明すると、例えば、１６００［ｍ］のレンジを画面上で半径８００ドットで表示しようとすれば、表示制限半径Ｒｄｍａｘは８００に設定される（図２０参照）。
【０１４６】
この場合、距離カウンタ１３１１（図７参照）は、送信トリガの入力によって０になるが、前述したように、１．２［ｍ］おきにスキャンクロックの立ち上がりエッジが来る毎にカウントアップを行う。また、送受波器９００（図１参照）から１６００［ｍ］離れた物標より反射波が来るのは、超音波の送波から２．１３３［ｓ］後であり、この間に１３３３スキャンすれば、距離カウンタ１３１１も１３３３までカウントアップする。乗算器１３１２において、距離カウンタ１３１１の出力であるＲに縮尺係数Ｋｒ＝０．６を乗じることにより、Ｒｄｏｔは０から順に７９９までの値になる。次の送信トリガの発生まで受信信号が受信部６００から出力され続ければ、距離カウンタ１３１１はカウントアップを続けるので、メモリ１２０への書き込み半径Ｒｄｏｔは８００を越えて大きくなる。
【０１４７】
また、最大書き込み半径Ｒｗｍａｘは、メモリ１２０内での最大の１０２３に設定すると、該メモリ１２０には半径８００ドット以上の（画像）データが書き込まれる。
【０１４８】
ここで、送信トリガの周期を前記レンジに対して余裕を見て、例えば、２．５［ｓ］とすると、レンジは１８７５［ｍ］相当になり、メモリ１２０には半径１１２５ドットまでのデータが書き込まれる。次の送信トリガが発生する直前ではＲｄｏｔ＝１１２５ドットであるので、表示範囲制御回路１５０のラッチ１５２１は、その値である１１２５をラッチする。次の送信トリガが発生して書き込み半径が０になっても、ラッチ１５２１の出力値が１１２５なので、最大値選択回路１５２２では、大きい方の値の１１２５を出力する。
【０１４９】
しかしながら、最小値選択回路１５２３は、表示制限半径Ｒｄｍａｘ＝８００と、前述した大きい方の値（１１２５）とを比較して、小さい方の半径を出力する。従って、最小値選択回路１５２３から出力される最大表示半径Ｒｍａｘは、表示制限半径Ｒｄｍａｘによって８００以上にはならない。そのため、表示範囲制御回路１５０及びゲート１６０により、メモリ１２０内において、この最大表示半径Ｒｍａｘ（＝８００）の円の外側に書き込まれているデータは、表示器１８０の画面に表示されない。
【０１５０】
次に、画面の縮尺はそのままで、該画面のレンジを１６００［ｍ］相当（８００ドット）（図２０参照）から１０００［ｍ］相当（５００ドット）（図２１参照）に変更する場合について説明する。
【０１５１】
この場合、縮尺係数Ｋｒは０．６のままなので、画面表示範囲１２０１内に表示する画像の半径は５００ドットであり、操作部５００（図１参照）は、表示制限半径Ｒｄｍａｘを５００に設定する。これにより最小値選択回路１５２３（図１５参照）の出力は、ラッチ１５２１に保持されている値の１１２５より小さい値である５００がＲｍａｘとして出力される。表示範囲制御回路１５０は、この最大表示半径Ｒｍａｘ（＝５００）を使用して最大表示範囲１２０２を演算するので、半径５００ドットの円の外側については、表示器１８０の画面上に表示されなくなる。
【０１５２】
図２１での網線部分が本実施形態により表示されない部分であり、この不要部分を表示しない動作は、表示制限半径Ｒｄｍａｘを５００に設定した時点から反映される（図２２参照）。
【０１５３】
すなわち、１０００［ｍ］のレンジでは、送信周期が、例えば、１．５［ｓ］とすれば、１１２５［ｍ］相当になり、距離カウンタ１３１１（図７参照）は９３７までカウントし、メモリ１２０には半径５６２ドットまで書き込まれる。ラッチ１５２１には、次の送信トリガ時に直前の書き込み半径の値５６２がラッチされているが、表示制限半径Ｒｄｍａｘとして５００の値が設定されているので、メモリ１２０内においてこの半径５００ドット以上の外側部分については、画面上に表示されない。
【０１５４】
次に、縮尺はそのままで、画面のレンジを１０００［ｍ］から１６００［ｍ］に変更した場合について、図２３〜図２５を参照しながら説明する。
【０１５５】
操作部５００（図１参照）は、表示制限半径Ｒｄｍａｘとして８００を設定する。このとき、メモリ１２０内には、送信周期が１．５［ｓ］であった前回の画像に関してデータが半径５６２ドットまで書き込まれており、ラッチ１５２１にはその半径の値５６２がラッチされている。従って、最小値選択回路１５２３は、Ｒｄｍａｘ＝８００とラッチ出力の５６２とを比較して、小さい値である５６２をＲｍａｘとして出力する。この結果、画面上には半径５６２ドットまでの画像が表示される。
【０１５６】
次に、送信トリガから１．５［ｓ］以上経過した時間で、距離カウンタ１３１１のカウント値が９３９になると、乗算器１３１２からの出力である書き込み半径Ｒｄｏｔは５６３ドットになる。このとき、Ｒｄｏｔ（＝５６３）は、ラッチ１５２１（図１６参照）に記憶されている値５６２よりも大きいので、最大値選択回路１５２２の出力は、この時点で５６２から５６３に変化する。この結果、表示範囲制御回路１５０（図１３及び図１４参照）では、半径５６３ドットまでのデータをメモリ１２０から読み出すように制御するので、現在、メモリ１２０に書き込まれている半径５６３ドットまでのデータが直ちに画像として表示器１８０（図１参照）の画面上に表示されることになる。
【０１５７】
このようにして、半径が１ドットずつ増加して画像がリアルタイムに表示されてゆく。そして、書き込み半径Ｒｄｏｔが表示制限半径Ｒｄｍａｘで設定された８００を越えた場合には、最小値選択回路１５２３（図１５参照）で小さい値８００が出力される結果、メモリ１２０内で最大表示半径が８００ドット以上の部分のデータは、表示器１８０の画面上に表示されない。図２４に示す網線部分がリアルタイムで半径が大きくなる部分である。
【０１５８】
次の送信トリガが２．５秒周期で来るまでに、メモリ１２０内の書き込み半径は９３７ドット分まで書き込まれるが（図２５参照）、表示半径は最小値選択回路１５２３（図１５参照）で選択された値８００ドットであるので、前記送信トリガが来たときに、ラッチ１５２１には、直前に書き込んだ半径の値９３７がラッチされる。
【０１５９】
次の送信トリガにて距離カウンタ１３１１（図７参照）がリセットされ、メモリ１２０内で半径Ｒｄｏｔ＝０から書き込む場合には、最小値選択回路１５２３は、ラッチ１５２１に記憶された値９３７と表示制限半径Ｒｄｍａｘ＝８００とを比較して、値８００を最大表示半径Ｒｍａｘとして選択する。
【０１６０】
このように、本実施形態では、画面のレンジ変更に伴い、画像の最大表示範囲１２０２を瞬時に変更することができ、また、画面表示範囲１２０１又は最大表示範囲１２０２が広がった場合でも、広がった部分をリアルタイムで表示することができる。なお、実際には、画面構成上、表示制限半径の他に、画面上での画像の表示中心（Ｈ０、Ｖ０）も変化するので、操作部５００では、表示開始位置（Ｘａ、Ｙａ）及び表示終了位置（Ｘｄ、Ｙｄ）も同時に変更するようにしている。
【０１６１】
また、Ｘ表示範囲制御回路１５４０では、一つ先の読み出しアドレスＹを与えることで、水平方向（Ｘ方向）に沿った１ラインの前にＸ方向の表示範囲を計算することができるので、演算速度に余裕を取ることもできる。
【０１６２】
上述した実施形態では、メモリ１２０の出力をゲート１６０にてゲートして、画面表示の際における不要なデータの表示を禁止するものであり、予め表示開始アドレスＸｂ及び表示終了アドレスＸｃについて、メモリ１２０の読み出しアドレスＹ毎に演算するので、メモリ１２０の読み出しを表示開始アドレスＸｂから表示終了アドレスＸｃまでのアクセスに限定することが可能である。
【０１６３】
この場合、読み出しを行わない期間（範囲）では、メモリ１２０をスタンバイ状態にすることで、消費電力を下げることができる。また、データの書き込み及び読み出しが同時に行えず、時分割でメモリ１２０を使用する場合には、画面表示のためのデータの読み出しを行う前後の画面表示の期間（範囲）、すなわち、Ｘａ〜Ｘｂ及びＸｃ〜Ｘｄの範囲でデータの読み出しを行わず、書き込み動作に割り当てることで平均的な書き込み速度を上げることができる。
【０１６４】
上記の説明では、表示開始アドレスＸｂ及び表示終了アドレスＸｃを直接求めるために平方根回路１５４６（図１７参照）にて平方根の演算を行っているが、メモリ１２０の読み出しアドレスＸを変化させてデータを読み出しながら、該データを最終的に読み出すべきか否かを判定することも可能である。
【０１６５】
すなわち、読み出しアドレスＸ、Ｙと最大表示半径Ｒｍａｘとの関係は、幾何学的に、下記の（１６）式で表わされる。
（Ｘ−Ｘ０）2＝（Ｋｘ／Ｋｙ）2
×｛（Ｋｙ・Ｒｍａｘ）2−（Ｙ−Ｙ０）2｝    （１６）
【０１６６】
また、（１６）式より、最大表示半径Ｒｍａｘの内側の範囲は、下記の（１７）式で表わされる。
（Ｘ−Ｘ０）2≦（Ｋｘ／Ｋｙ）2
×｛（Ｋｙ・Ｒｍａｘ）2−（Ｙ−Ｙ０）2｝    （１７）
【０１６７】
従って、読み出しアドレスＸの変化に応じて（１７）式の左辺（Ｘ−Ｘ０）2の演算を逐次行えばよい。すなわち、水平方向（Ｘ方向）に沿った１ライン分のデータ読み出しを行い、次いで、読み出しアドレスＹが変化する毎に、（１７）式の右辺（Ｋｘ／Ｋｙ）2×｛（Ｋｙ・Ｒｍａｘ）2−（Ｙ−Ｙ０）2｝の演算を行い、これらの計算結果を逐次比較して、（１７）式を満たすような範囲内のデータのみ表示を許可して表示器１８０に出力すればよい。
【０１６８】
図１９は、上述した（１７）式に基づく比較を行うＸ表示範囲制御回路１５４０のブロック図である。
【０１６９】
このＸ表示範囲制御回路１５４０は、図１７のＸ表示範囲制御回路１５４０と比較して、乗算器１５４１、１５４５、減算器１５４２、１５４４及び加算器１５４３を有している点では共通しているが、乗算器１５５６、減算器１５５７、比較器１５５８及び乗算器１５５９を備えている点で異なる。
【０１７０】
従って、乗算器１５４１、１５４５、減算器１５４２、１５４４及び加算器１５４３の動作は、Ｘ表示範囲制御回路１５４０の場合と同様であるので、ここでは、乗算器１５５６、減算器１５５７及び比較器１５５８の動作のみについて説明する。
【０１７１】
乗算器１５５６は、乗算器１５４５の出力に操作部５００で設定される（Ｋｘ／Ｋｙ）2を乗じて、（１７）式の右辺の結果を比較器１５５８に出力する。減算器１５５７は、読み出しアドレスＸから中心座標Ｘ０を減算して、その結果を乗算器１５５９に出力する。乗算器１５５９では、乗数及び被乗数の両入力にＸ−Ｘ０が入力されることにより、その平方演算を行い、その結果を比較器１５５８に出力する。
【０１７２】
比較器１５５８は、乗算器１５５９からの入力｛（１７）式の左辺の演算結果｝と、乗算器１５５６からの入力｛（１７）式の右辺の演算結果｝とを比較して、乗算器１５５９からの入力が乗算器１５５６からの入力以下であるときに、その出力を１とし、一方で、乗算器１５５９からの入力が乗算器１５５６からの入力を上回るときに、出力を０とする。この結果、比較器１５５８の出力は、図１４の比較器１５７０の出力の代わりにＡＮＤゲート１５８０に加えられ、ＡＮＤゲート１５８０では、比較器１５５８からの入力が０のときに出力を禁止する。
【０１７３】
上記した説明では、読み出しアドレスＸと表示開始アドレスＸｂ及び表示終了アドレスＸｃとを比較器１５６０、１５７０で比較する場合について説明したが、Ｘｂまでの画素数をプリセットしてダウンカウントするカウンタ及びＸｃまでの画素数をプリセットしてダウンカウントするカウンタを用意して、それぞれのカウンタが０になった時点で表示のオンオフ制御をすることも可能である。
【０１７４】
また、上記した説明以外にも、最大表示範囲１２０２が変化する例として、反射物体の画像に地図等の他の表示内容を重畳して画面の縮尺を変更しない場合に、スキャニングソナー４のレンジだけを変更して超音波の送波の周期（送信周期）を変化する場合である。例えば、画面を１６００［ｍ］のレンジで使用していて、スキャニングソナー４も１６００［ｍ］レンジで動作し、送信周期が２．５秒で画面上８００ドットの半径で表示していたとする。これを画面をそのままで、送信部７００と受信部６００とのレンジだけを１０００［ｍ］レンジに変更した場合、送信周期が１．５［ｓ］になり、スキャニングソナー４の画像は、１１２５［ｍ］で５６２ドットまで表示され、それ以遠については、画像が更新されなくなる。この場合でも、本実施形態では、送信トリガが来た時点での書き込み半径をラッチ１５２１（図１５参照）でラッチして、その値まで表示するので、５６２ドット以上の画像表示がなくなり、この結果、更新されない不要な部分は画面に表示されない。
【０１７５】
最大表示範囲１２０２が変化する他の例としては、操作が独立に行うことができる第２のソナーの信号を第１のソナー表示部に入力してモニタする場合である。この場合、例えば、前記第１のソナーの表示部ではレンジ１６００［ｍ］で半径８００ドットまで表示しており、第２のソナーのレンジも１６００［ｍ］で使用していてこれを第１のソナーでモニタする。前記第２のソナーのレンジを１０００［ｍ］で送信周期を１．５［ｓ］にした場合、前記第１のソナーではそのままのレンジで使用していると、モニタしている画像は５６２ドットまでしか更新されないことになる。この場合でも、送信トリガが来た時の半径まで表示し、それ以遠を表示しないようにすれば、不要なデータの画像表示を防止することができる。
【０１７６】
このように、本実施形態は、データを所定のアドレスに書込可能なメモリ１２０と、このメモリ１２０から読み出された前記データを画面上に画像として表示する表示器１８０とを有し、前記画面上に前記画像を表示する際に、この画面に対応するメモリ１２０内の所定の最大表示範囲１２０２中で、ラスタスキャン方式により、第１方向（Ｘ方向）に沿って前記データを順次読み出すことを、このＸ方向と直交する第２方向（Ｙ方向）に沿った所定のアドレス間隔にて行う。
【０１７７】
その際、前回の画像に対応する最大表示範囲（最大書き込み半径Ｒｄｏｔｍａｘ）と、今回新たにデータを書き込む表示範囲（書き込み半径Ｒｄｏｔ）とを比較して、表示範囲（書き込み半径）の大きい方を（第１表示範囲として）選択し、選択した表示範囲（書き込み半径）と、前記画面上で画像を最大限に表示可能な領域に対応する最大表示範囲（表示制限半径Ｒｄｍａｘ）とを比較して、表示範囲（半径）の小さい方を今回の画像表示に対応した最大表示範囲１２０２（最大表示半径Ｒｍａｘ）として選択することを最大表示半径制御回路１５２０にて行う。
【０１７８】
また、前記各データを順次読み出す際に、前記第１方向に沿った前記各データのアドレスと、最大表示範囲１２０２（最大表示半径Ｒｍａｘ）とを比較して、最大表示半径Ｒｍａｘ内に前記各データのアドレスがある場合には、前記各データの表示を許可することを、読出制御手段としてのＹ表示範囲制御回路１５３０、Ｘ表示範囲制御回路１５４０、比較器１５６０、１５７０及びＡＮＤゲート１５８０やゲート１６０にて行う。
【０１７９】
また、メモリ１２０から読み出したデータの表示を、表示開始アドレスＸｂ、Ｙｂから表示終了アドレスＸｃ、Ｙｃまでとし、それ以外の領域では、ゲート１６０のゲート動作によって出力を禁止することで、当該データを表示器１８０の画面に表示させないようにしている。
【０１８０】
さらに、本実施形態では、メモリ１２０の最大表示範囲１２０２内で、読み出しアドレスＸの変化に応じて（１７）式の左辺（Ｘ−Ｘ０）2の演算を逐次行い、水平方向（Ｘ方向）に沿った１ライン分のデータ読み出し、且つ読み出しアドレスＹが変化する毎に、（１７）式の右辺（Ｋｘ／Ｋｙ）2×｛（Ｋｙ・Ｒｍａｘ）2−（Ｙ−Ｙ０）2｝の演算を行って、これらの計算結果について、（１７）式の関係を満たすような範囲内のデータのみを表示器１８０に出力する。
【０１８１】
さらにまた、本実施形態では、表示器１８０で表示しない範囲では、メモリ１２０からのデータの読み出し（アクセス）を禁止するようにしている。
【０１８２】
従って、本実施形態によれば、最大表示範囲１２０２の円周上のアドレスとメモリ１２０内から読み出したデータのアドレスとの比較に基づいて表示を許可するので、画面のレンジ切り替えや、センタ表示からオフセンタ表示への変更による最大表示範囲１２０２の変化があっても、少ないパラメータで前記データの表示を効率よく行うことができる。
【０１８３】
また、表示制限半径Ｒｄｍａｘと前回の最大書き込み半径Ｒｄｏｔｍａｘと今回新たにデータを書き込んでいる最中での書き込み半径Ｒｄｏｔとを利用して、今回の画像表示に必要な最終的な最大表示半径Ｒｍａｘを決定するので、各データをメモリ１２０に直ちに書き込むと共に、これらのデータを即座に読み出して画面上に画像として表示することができる。さらに、第２の従来技術のように、各データの読み出し時にマスク用のグラフィックパターンを作成する必要がない上に、第２及び第３の従来技術のように、メモリを２つ用意する必要もない。従って、本実施形態では、画面表示を行う際に、１画面に相当するメモリ１２０さえあれば十分である上に、画面表示（画像）の更新をリアルタイムで行うことができる。
【０１８４】
また、前回の最大書き込み半径Ｒｄｏｔｍａｘと今回新たにデータを書き込んでいる最中での書き込み半径Ｒｄｏｔとの比較に基づいて表示の制御を行っているので、画面のレンジが変更しても、新しいデータに基づく画像の更新までは前回の画像が画面上に残ることになるので、前回の画像を消去することなく今回の画像を画面上に表示することができ、この結果、レンジ変更前後の画像変化を容易に把握することが可能である。
【０１８５】
さらに、Ｙ表示範囲制御回路１５３０、Ｘ表示範囲制御回路１５４０、比較器１５６０、１５７０、ＡＮＤゲート１５８０及びゲート１６０によって、画面表示されない部分については、メモリ１２０からのデータの読み出しを行わないことで、スキャニングソナー４全体の消費電力を削減することが可能である。このような表示されない部分でデータの書込みを行わせると、メモリ１２０に対する高速書込が可能となる。
【０１８６】
さらにまた、データの書込時に画面表示範囲１２０１による書込範囲の制約がないので、最終的な表示半径を最大表示半径Ｒｍａｘにまで拡大したときに、拡大部分のデータも画像として表示することができる。すなわち、メモリ１２０内で、当初は、画像表示されない部分にもデータを予め書き込んでおけば、最大表示半径Ｒｍａｘが拡大されて、その部分が画像表示の対象となったときに、直ちにその部分のデータを読み出して画面上に画像表示することができる。
【０１８７】
本発明に係る表示装置は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１８８】
【図１】本実施形態の前提となるスキャニングソナーのブロック図である。
【図２】図１の送受波器の平面図である。
【図３】受信信号とスキャンクロックとの関係を示すタイムチャートである。
【図４】メモリ内のアドレスの説明図である。
【図５】画面上のアドレスの説明図である。
【図６】メモリ内にデータが書き込まれる状態を示す説明図である。
【図７】図１の書込みアドレス作成回路のブロック図である
【図８】図１の読み出しアドレス作成回路のブロック図である。
【図９】メモリ内での各表示範囲の説明図である。
【図１０】図１０Ａは、メモリ内での各表示範囲の説明図であり、図１０Ｂは、図１０Ａの表示範囲に基づく画面表示の説明図である。
【図１１】図１１Ａは、メモリ内での各表示範囲の説明図であり、図１１Ｂは、図１１Ａの表示範囲に基づくオフセンタの画面表示の説明図である。
【図１２】図１２Ａは、メモリ内での各表示範囲の説明図であり、図１２Ｂは、図１２Ａの表示範囲に基づく画面表示の説明図である。
【図１３】本実施形態に係るスキャニングソナーを構成する表示部のブロック図である。
【図１４】図１３の表示範囲制御回路のブロック図である。
【図１５】図１４の最大表示半径制御回路のブロック図である。
【図１６】図１４のＹ表示範囲制御回路のブロック図である。
【図１７】図１４のＸ表示範囲制御回路のブロック図である。
【図１８】メモリ内の各表示範囲の説明図である。
【図１９】Ｘ表示範囲制御回路の他の構成を示すブロック図である。
【図２０】メモリ内の各表示範囲の説明図である。
【図２１】図２０の最大表示半径の減少に係る説明図である。
【図２２】図２１の最大表示半径の減少を説明するためのタイムチャートである。
【図２３】メモリ内の各表示範囲の説明図である。
【図２４】図２３の最大表示半径の増加に係る説明図である。
【図２５】図２４の最大表示半径の増加を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
【０１８９】
２、４…スキャニングソナー          １００…表示部
１２０…メモリ                      １５０…表示範囲制御回路
１６０…ゲート                      １８０…表示器
１２０１…画面表示範囲              １２０２…最大表示範囲
１５２０…最大表示半径制御回路      １５２１…ラッチ
１５２２…最大値選択回路            １５２３…最小値選択回路
１５３０…Ｙ表示範囲制御回路        １５４０…Ｘ表示範囲制御回路
１５６０、１５７０…比較器          １５８０…ＡＮＤゲート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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